基于小孔節(jié)流的液體動(dòng)靜壓混合軸承動(dòng)力特性優(yōu)化研究.pdf

1、高速主軸是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備高速化的首要條件，而精密高速軸承是主軸單元的核心部件，是實(shí)現(xiàn)主軸高速化的關(guān)鍵技術(shù)，其性能的好壞直接決定了主軸單元的工作質(zhì)量。液體動(dòng)靜壓軸承是在液體靜壓軸承的基礎(chǔ)上利用其節(jié)流原理，使壓力油流經(jīng)節(jié)流器后進(jìn)入油腔產(chǎn)生靜壓承載力，降低了軸承在啟動(dòng)和停車時(shí)由于潤滑不良而導(dǎo)致的軸頸和軸瓦之間的摩擦磨損;同時(shí)，在軸承工作時(shí)又充分地利用了油膜的動(dòng)壓效應(yīng)，提高了油膜的承載力和靜動(dòng)態(tài)性能。從而液體動(dòng)靜壓軸承具有摩擦阻力小、抗振性好以及

2、較高的承載力和油膜剛度而得到廣泛應(yīng)用。本文主要研究深淺腔動(dòng)靜壓軸承相關(guān)參數(shù)對流場內(nèi)油膜動(dòng)力特性的影響，并以剛度最大準(zhǔn)則為優(yōu)化目標(biāo)對軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到合理的軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　 在分析動(dòng)靜壓軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其工作原理的基礎(chǔ)之上，建立了深淺腔動(dòng)靜壓軸承潤滑理論的數(shù)學(xué)模型——雷諾方程和流量守恒方程;同時(shí)，根據(jù)油膜在流場內(nèi)的工作特性，提出并分析了決定油膜動(dòng)態(tài)特性的八個(gè)動(dòng)特性系數(shù)，并由定義推導(dǎo)得到了油膜剛度系

3、數(shù)和阻尼系數(shù)的數(shù)值求解模型。
　　 在Fluent工具平臺(tái)上建立了基于CFD的深淺腔動(dòng)靜壓軸承油膜流場的數(shù)值計(jì)算模型;探討了符合深淺腔動(dòng)靜壓軸承油膜的網(wǎng)格劃分、邊界條件設(shè)定和計(jì)算參數(shù)選擇的方法，油膜三維離散網(wǎng)格模型劃分采用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，劃分網(wǎng)格時(shí)采用強(qiáng)制網(wǎng)格尺寸函數(shù)來實(shí)現(xiàn)計(jì)算效率和精度地綜合最優(yōu);利用所建立的模型和CFD計(jì)算方法計(jì)算得到了深淺腔動(dòng)靜壓軸承內(nèi)部油膜流場的壓力分布、速度分布等流場特性。
　　 在Fluent工具平